JPH0599107A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

内燃機関用点火装置

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JPH0599107A
JPH0599107A JP3262289A JP26228991A JPH0599107A JP H0599107 A JPH0599107 A JP H0599107A JP 3262289 A JP3262289 A JP 3262289A JP 26228991 A JP26228991 A JP 26228991A JP H0599107 A JPH0599107 A JP H0599107A
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discharge
circuit
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伸吾 森田
Takafumi Narushige
孝文 成重
Mitsuru Koiwa
満 小岩
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、回路素子を削減してコストダウ
ン及び小形化を実現した内燃機関用点火装置を得る。 【構成】 点火信号Ｇに同期した遅延パルスＰをドライ
ブ信号発生回路15Ａに出力して放電持続時間における第
１のスイッチング素子22のオン動作を阻止するための遅
延手段16を設けると共に、昇圧用コイル21、インダクタ
９、点火コイル10の一次側及び第２のスイッチング素子
13を介して放電持続用閉回路を構成し、所定の放電持続
時間中は第１のスイッチング素子をオフに保持すること
により、インダクタ内のエネルギによる電流を昇圧用コ
イルを介して点火コイルの一次側に流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、放電持続用閉回路を
用いて放電持続時間を延長させた容量放電形の内燃機関
用点火装置に関し、特に部品点数を削減してコストダウ
ン及び小形化を実現した内燃機関用点火装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、予め昇圧された電圧をコンデ
ンサに充電しておき、コンデンサからの昇圧電圧を点火
コイルの一次側に放電させて、点火プラグに放電を発生
させる容量放電形の内燃機関用点火装置(ＣＤＩ)は良く
知られている。この種の内燃機関点火装置においては、
特に低温始動時の失火を防止するために、インダクタを
含む放電持続用閉回路を点火コイルの一次側に並設し、
点火プラグの放電持続時間を延長(ＬＣＤＩ)させるよう
になっている。
【０００３】図６はＬＣＤＩからなる従来の内燃機関用
点火装置を示す構成図である。図において、１は装置全
体に対する給電を行うバッテリである。２はバッテリ１
の出力電圧を昇圧する昇圧回路であり、昇圧用コイル21
と、昇圧用コイル21の通電遮断を繰り返して昇圧用コイ
ル21から昇圧電圧を発生させるための第１のスイッチン
グ素子即ちパワートランジスタ22とを含んでいる。
【０００４】３はタイミングパルスからなる点火信号Ｇ
を生成する点火信号発生回路、４は点火信号Ｇの立ち下
がりタイミングでトリガ信号Ｔを生成するトリガ回路、
５及び６は昇圧回路２の出力端子に並列接続されて昇圧
回路２からの昇圧電圧を通過させるダイオード、７及び
８は各ダイオード５及び６を通過した昇圧電圧を個別に
充電する第１及び第２のコンデンサ(以下、それぞれ単
にコンデンサという)、９は各コンデンサ７及び８の充
電側端子間に挿入されてコンデンサ８の放電エネルギを
蓄える放電持続時間延長用のインダクタである。
【０００５】10は各コンデンサ７及び８からの昇圧電圧
が一次側に供給される点火コイル、11は点火コイル10の
二次側に接続された点火プラグ、12は点火コイル10の一
次側での電流振動を防止する逆流阻止用のダイオード、
13は点火コイル10の一次側とバッテリ１との間に挿入さ
れてトリガ信号Ｔによりオンされる第２のスイッチング
素子即ちサイリスタである。
【０００６】14は点火コイル10の一次側及びサイリスタ
13の接続点とコンデンサ８及びインダクタ９の接続点と
の間に挿入されたダイオードであり、インダクタ９及び
点火コイル10の一次側と共に放電持続用閉回路を構成し
ている。又、コンデンサ７、点火コイル10の一次側及び
サイリスタ13は第１の放電用閉回路を構成し、コンデン
サ８、インダクタ９、点火コイル10の一次側及びサイリ
スタ13は第２の放電用閉回路を構成している。
【０００７】15は点火信号Ｇに応答してパワートランジ
スタ22を繰り返しオンさせるためのドライブ信号Ｄを生
成するドライブ信号発生回路であり、放電後のコンデン
サ７及び８に昇圧回路２からの昇圧電圧を再充電するよ
うになっている。
【０００８】次に、図７の波形図を参照しながら、図６
に示した従来の内燃機関用点火装置の動作について説明
する。通常、各コンデンサ７及び８には、昇圧回路２に
より所定の昇圧電圧が充電されている。この状態で、内
燃機関の要求に応じて点火信号発生回路３から所定点火
時期の点火信号Ｇが生成されると、点火信号Ｇの立ち下
がりタイミングでトリガ回路４からトリガ信号Ｔが生成
される。
【０００９】これにより、サイリスタ13がオンとなり、
コンデンサ７の充電電圧は、第１の放電用閉回路、即ち
点火コイル10の一次側及びサイリスタ13を介して急速に
放電し、点火コイル10の二次側に高電圧を発生する。同
様に、コンデンサ８の充電電圧は、第２の放電用閉回路
即ちインダクタ９、点火コイル10の一次側及びサイリス
タ13を介して放電する。サイリスタ13は、コンデンサ７
及び８の放電電流が導通保持電流以下になると同時にオ
フとなる。
【００１０】このとき、第２の放電用閉回路内のインダ
クタ９にコンデンサ８の放電エネルギが蓄えられ、この
エネルギは、コンデンサ７及び８の放電終了後も、放電
持続用閉回路即ち点火コイル10の一次側及びダイオード
14を介して電流を持続させ、点火コイル10の一次側の電
流を流し続ける。
【００１１】従って、点火コイル10の二次側に接続され
た点火プラグ11には点火信号Ｇの立ち下がりで放電が発
生し、更にインダクタ９の電流が持続する間は放電持続
時間が延長されて、所望の点火が確実に行われる。例え
ば、サイリスタ13を介したコンデンサ７の放電時間が10
0μ秒程度であるのに対し、放電持続用閉回路の放電時間
は1.5ｍ秒程度である。
【００１２】一方、コンデンサ７及び８の放電時におい
て、ドライブ信号発生回路15は、点火信号Ｇの立ち下が
りに同期してドライブ信号Ｄを間欠的に生成し、昇圧回
路２内のパワートランジスタ22を通電遮断する。これに
より、ドライブ信号Ｄに同期した昇圧用コイル21の入力
電流がバッテリ１から供給され、各入力電流の立ち下が
り区間において昇圧用コイル21から昇圧電圧が発生し、
コンデンサ７及び８にはダイオード５及び６を介した昇
圧電圧が繰り返し充電される。
【００１３】しかしながら、通常、点火コイル10、点火
プラグ及びサイリスタ13を含む内燃機関の気筒は複数個
設けられており、コンデンサ７、８及びインダクタ９を
含む回路にそれぞれ並列に接続されている。この場合、
放電持続用閉回路を構成するダイオード14を共用する
と、各気筒の点火サイクル毎に、全ての気筒に対して並
列に放電持続用閉回路が接続され、放電持続用の電流が
各気筒の点火コイル10に流れることになる。
【００１４】もし、このような放電持続用電流の電力浪
費を防止しようとすると、ダイオード14に代えてサイリ
スタ等のスイッチング素子を放電持続用閉回路に挿入す
ると共に、このスイッチング素子を気筒毎に個別に設け
る必要がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関用点火
装置は以上のように、ダイオード14を介して放電持続用
閉回路内を構成しているので、特に多気筒の点火コイル
を駆動する場合には回路素子数が多くなり、コストダウ
ン及び小形化を実現することができないという問題点が
あった。
【００１６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、放電持続用閉回路内のダイオー
ド(又は、サイリスタ)を省略し、コストダウン及び小形
化を実現した内燃機関用点火装置を得ることを目的とす
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１の発
明に係る内燃機関用点火装置は、点火信号に同期した遅
延パルスをドライブ信号発生回路に出力して放電持続時
間における第１のスイッチング素子のオン動作を阻止す
るための遅延手段を設けると共に、昇圧用コイル、イン
ダクタ、点火コイルの一次側及び第２のスイッチング素
子を介して放電持続時間を延長するための放電持続用閉
回路を構成したものである。
【００１８】又、この発明の請求項２の発明に係る内燃
機関用点火装置は、点火コイル、点火プラグ及び第２の
スイッチング素子をそれぞれ個別に含む複数の気筒を備
え、昇圧手段、第１及び第２のコンデンサ及びインダク
タが各気筒に対して共通に設けられたものである。
【００１９】又、この発明の請求項３の発明に係る内燃
機関用点火装置は、第１のスイッチング素子に流れる電
流を検出する電流検出手段を設け、ドライブ信号発生回
路が第１のスイッチング素子に流れる電流が所定値に達
する毎にドライブ信号を遮断するようにしたものであ
る。
【００２０】
【作用】この発明の請求項１の発明においては、所定の
放電持続時間中は第１のスイッチング素子をオフに保持
することにより、インダクタ内のエネルギによる電流を
昇圧用コイルを介して点火コイルの一次側に流す。
【００２１】又、この発明の請求項２の発明において
は、多気筒に対しても回路素子数を増やすことなく放電
持続用の電流を点火コイルに供給する。
【００２２】又、この発明の請求項３の発明において
は、第１のスイッチング素子に流れる電流を制限して第
１のスイッチング素子の小形化も実現する。
【００２３】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示す構成図であり、
１〜13は前述と同様のものである。15Ａは遅延パルスＰ
及び電流信号Ｉ(後述する)に基づいてドライブ信号Ｄ′
を生成するドライブ信号発生回路、16は点火信号Ｇの立
ち上がりタイミングに同期した遅延パルスＰを生成して
ドライブ信号発生回路15Ａに入力する単安定マルチバイ
ブレータ、17はパワートランジスタ22に流れる電流を検
出して電流信号Ｉをドライブ信号発生回路15Ａに入力す
る電流検出回路である。
【００２４】この場合、単安定マルチバイブレータ16
は、点火信号Ｇに同期した遅延パルスＰをドライブ信号
発生回路15Ａに出力し、放電持続時間におけるパワート
ランジスタ22のオン動作を阻止するための遅延手段を構
成している。又、図６に示したダイオード14は除去され
ており、昇圧用コイル21、ダイオード６、インダクタ
９、点火コイル10の一次側及びサイリスタ13を介して放
電持続時間を延長するための放電持続用閉回路が構成さ
れている。
【００２５】次に、図２の波形図を参照しながら、図１
に示したこの発明の一実施例の動作について説明する。
まず、前述と同様に、点火信号発生回路３から点火信号
Ｇが生成されると、トリガ回路４はトリガ信号Ｔを生成
してサイリスタ13をオンさせ、コンデンサ７及び８の充
電電圧が点火コイル10の一次側及びサイリスタ13を介し
て放電し、点火プラグ11に放電を発生させる。
【００２６】このとき、コンデンサ８の放電エネルギが
インダクタ９に蓄えられ、インダクタ９の電流は、放電
持続用閉回路即ち点火コイル10の一次側、サイリスタ1
3、昇圧用コイル21及びダイオード６を介して流れ、放
電プラグ11の放電持続時間を延長する。尚、サイリスタ
13は、放電持続用の電流が流れている間は、導通保持電
流が確保されるのでオフすることはない。
【００２７】一方、放電後のコンデンサ７及び８に再び
昇圧電圧を充電するために、ドライブ信号Ｄ′により昇
圧用コイル21に入力電流を流す必要があるが、単安定マ
ルチバイブレータ16は、点火信号Ｇに同期した遅延パル
スＰを生成する。この遅延パルスＰのパルス幅は、所要
の放電持続時間に対応した時間だけ点火信号Ｇよりも長
くなるように設定されている。
【００２８】遅延パルスＰは、ドライブ信号発生回路15
Ａに入力され、遅延パルスＰの立ち下がりタイミングで
ドライブ信号Ｄ′を発生させる。従って、点火プラグ11
の放電持続時間中は、パワートランジスタ22がオフの状
態に保持され、インダクタ９の電流は、パワートランジ
スタ22及び電流検出回路17を介してグランドに落ちるこ
となく、昇圧用コイル21を介して点火コイル10の一次側
に流れ続ける。即ち、図２に示すように、点火コイル10
の二次側に電流が流れて二次電圧が発生している間は、
ドライブ信号Ｄ′が発生せず、昇圧用コイル21に放電持
続用の電流が流れる。
【００２９】又、ドライブ信号発生回路15Ａは、ドライ
ブ信号Ｄ′によるコンデンサ７及び８の充電時に、電流
検出回路17から得られる電流信号Ｉに基づいて、パワー
トランジスタ22の電流が所定値に達する毎にドライブ信
号Ｄ′を遮断する。これにより、周期的に遮断される昇
圧用コイル21の入力電流値が一定に確保されるため、コ
ンデンサ７及び８の充電が確実になると共に、パワート
ランジスタ22に流れる電流値が制限される。従って、パ
ワートランジスタ22が過電流によって破壊されることが
なく、パワートランジスタ22の小形化も実現する。
【００３０】尚、上記実施例では、電流検出回路17から
の電流信号Ｉに基づいて、昇圧用コイル21の入力電流値
を一定にしたが、パワートランジスタ22の電流許容量が
大きければ、電流検出回路17を用いずに、所定周期のド
ライブ信号Ｄ′を生成してもよい。
【００３１】又、１つの気筒を駆動する場合について説
明したが、点火コイル10、点火プラグ11及びサイリスタ
13をそれぞれ個別に含む複数の気筒を駆動する場合にも
適用できることは言うまでもない。
【００３２】実施例２．図３はこの発明の他の実施例を
示す構成図であり、多気筒に対して回路素子数を増やす
ことなく放電持続用の電流を各点火コイル10の一次側に
供給するようになっている。
【００３３】図において、Ｅ1〜Ｅnは同一構成からなる
複数の気筒であり、点火信号発生回路3A及びトリガ回路
4Aは、それぞれ、各気筒Ｅ1〜Ｅnに対する点火信号Ｇ1
〜Ｇn及びトリガ信号Ｔ1〜Ｔnを生成する。又、昇圧回
路２、コンデンサ７、８及びインダクタ９は、各気筒Ｅ
1〜Ｅnに対して共通に設けられている。この場合、各気
筒Ｅ1〜Ｅnに含まれる個別のサイリスタ13を介して放電
持続用の電流が流れるので、この電流が他の気筒に並列
に供給されることはない。
【００３４】尚、上記各実施例では、昇圧回路２、コン
デンサ７、８及びサイリスタ13の共通端子をバッテリ１
の正極側に設定したが、グランド側に設定してもよい。
又、昇圧手段として昇圧回路２を用い、単に昇圧用コイ
ル21に対する通電遮断を繰り返すのみで昇圧電圧を発生
させたが、昇圧用トランスを含むＤＣ−ＤＣコンバータ
を用い、昇圧用トランスの二次側から昇圧電圧を発生さ
せてもよい。
【００３５】例えば、図４に示すように、昇圧手段とし
て、昇圧回路２の変わりに、バッテリ１の正極側を共通
端子とするＤＣ−ＤＣコンバータ2Aを用いることができ
る。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ2A内の昇圧用トラ
ンス23の二次側が昇圧用コイル21となり、昇圧用コイル
21からの昇圧電圧は、同様に、ダイオード５及び６を介
してコンデンサ７及び８(図１参照)に充電される。
【００３６】又、図５に示すように、昇圧手段として、
グランド側を共通端子とするＤＣ−ＤＣコンバータ2Bを
用いることができる。この場合、サイリスタ13(図１参
照)の基準電位となる共通端子は、バッテリ１のグラン
ド側に接続される。
【００３７】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１の発明
によれば、点火信号に同期した遅延パルスをドライブ信
号発生回路に出力して放電持続時間における第１のスイ
ッチング素子のオン動作を阻止するための遅延手段を設
けると共に、昇圧用コイル、インダクタ、点火コイルの
一次側及び第２のスイッチング素子を介して放電持続用
閉回路を構成し、所定の放電持続時間中は第１のスイッ
チング素子をオフに保持することにより、インダクタ内
のエネルギによる電流を昇圧用コイルを介して点火コイ
ルの一次側に流すようにしたので、回路素子が削減され
てコストダウン及び小形化を実現した内燃機関用点火装
置が得られる効果がある。
【００３８】又、この発明の請求項２の発明によれば、
点火コイル、点火プラグ及び第２のスイッチング素子を
それぞれ個別に含む複数の気筒を備え、昇圧手段、第１
及び第２のコンデンサ及びインダクタが各気筒に対して
共通に設けられ、多気筒に対しても回路素子数を増やす
ことなく放電持続用の電流を点火コイルに供給するよう
にしたので、コストダウン及び小形化を実現した内燃機
関用点火装置が得られる効果がある。
【００３９】又、この発明の請求項３の発明によれば、
第１のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検
出手段を設け、ドライブ信号発生回路が第１のスイッチ
ング素子に流れる電流が所定値に達する毎にドライブ信
号を遮断し、第１のスイッチング素子に流れる電流を制
限するようにしたので、更に第１のスイッチング素子の
小形化も実現した内燃機関用点火装置が得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】この発明の一実施例の動作を説明するための波
形図である。
【図３】この発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】この発明に用いられる昇圧回路の他の構成例を
示す回路図である。
【図５】この発明に用いられる昇圧回路の他の構成例を
示す回路図である。
【図６】従来の内燃機関用点火装置を示す構成図であ
る。
【図７】従来の内燃機関用点火装置の動作を説明するた
めの波形図である。
【符号の説明】
２ 昇圧回路 21 昇圧用コイル 22 第１のスイッチング素子 2A、2B ＤＣ−ＤＣコンバータ ７ 第１のコンデンサ ８ 第２のコンデンサ ９ インダクタ 10 点火コイル 11 点火プラグ 13 第２のスイッチング素子 15Ａ ドライブ信号発生回路 16 単安定マルチバイブレータ 17 電流検出回路 Ｄ′ ドライブ信号 Ｅ1〜Ｅn 気筒 Ｇ、Ｇ1〜Ｇn 点火信号 Ｉ 電流信号 Ｐ 遅延パルス
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】３はタイミングパルスからなる点火信号Ｇ
を生成する点火信号発生回路、４は点火信号Ｇの立ち下
がりタイミングでトリガ信号Ｔを生成するトリガ回路、
５及び６は昇圧回路２の出力端子に並列接続されて昇圧
回路２からの昇圧電圧を通過させるダイオード、７及び
８は昇圧回路２の動作に応答して各ダイオード５及び６
を通過した昇圧電圧を個別に充電する第１及び第２のコ
ンデンサ（以下、それぞれ単にコンデンサという）、９
は各コンデンサ７及び８の充電側端子間に挿入されてコ
ンデンサ８の放電エネルギを蓄える放電持続時間延長用
のインダクタである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】15は点火信号Ｇに応答してパワートランジ
スタ22をドライブする（繰り返しオンオフさせる）ため
のドライブ信号Ｄを生成するドライブ信号発生回路であ
り、放電後のコンデンサ７及び８に昇圧回路２からの昇
圧電圧を再充電するようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】
【実施例】 実施例１．15Ａは遅延パルスＰ及び電流検出信号(後述
する電流信号Ｉ)に基づいてドライブ信号Ｄ′を生成す
るドライブ信号発生回路、16は点火信号Ｇの立ち上がり
タイミングに同期した遅延パルスＰを生成してドライブ
信号発生回路15Ａに入力する単安定マルチバイブレー
タ、17はパワートランジスタ22に流れる電流を検出して
電流信号Ｉ(以下、電流検出信号を単に電流信号と記す)
をドライブ信号発生回路15Ａに入力する電流検出回路で
ある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】尚、上記各実施例では、昇圧手段として昇
圧回路２を用い、単に昇圧用コイル21に対する通電遮断
を繰り返すのみで昇圧電圧を発生させたが、昇圧用トラ
ンスを含むＤＣ−ＤＣコンバータを用い、昇圧用トラン
スの二次側から昇圧電圧を発生させてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】又、図５に示すように、昇圧手段として、
グランド側を共通端子とするＤＣ−ＤＣコンバータ2Bを
用いることができる。この場合、サイリスタ13並びにコ
ンデンサ７及び８(図１参照)の基準電位となる共通端子
は、バッテリ１のグランド側に接続される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 昇圧用コイル及びこの昇圧用コイルから
    昇圧電圧を発生させるための第１のスイッチング素子を
    含む昇圧手段と、 点火信号に応答して前記第１のスイッチング素子をオン
    させるためのドライブ信号を生成するドライブ信号発生
    回路と、 前記ドライブ信号に応答して前記昇圧電圧を充電する第
    １及び第２のコンデンサと、 二次側に点火プラグが接続された点火コイルと、 前記第１のコンデンサ及び前記点火コイルの一次側と共
    に第１の放電用閉回路を構成し且つ前記点火信号と同期
    してオンされる第２のスイッチング素子と、 前記第２のコンデンサ、前記点火コイルの一次側及び前
    記第２のスイッチング素子と共に第２の放電用閉回路を
    構成するインダクタと、 を備え、 前記点火信号と同期して前記第１及び第２のコンデンサ
    の充電電圧を放電させることにより前記点火プラグに放
    電を発生させると共に、前記インダクタに蓄えられた前
    記第２のコンデンサの放電エネルギを前記点火コイルの
    一次側に供給して前記点火プラグの放電持続時間を延長
    させる内燃機関用点火装置において、 前記点火信号に同期した遅延パルスを前記ドライブ信号
    発生回路に出力して前記放電持続時間における前記第１
    のスイッチング素子のオン動作を阻止するための遅延手
    段を設けると共に、 前記昇圧用コイル、前記インダクタ、前記点火コイルの
    一次側及び前記第２のスイッチング素子を介して前記放
    電持続時間を延長するための放電持続用閉回路を構成し
    たことを特徴とする内燃機関用点火装置。
  2. 【請求項２】 前記点火コイル、前記点火プラグ及び前
    記第２のスイッチング素子をそれぞれ個別に含む複数の
    気筒を備え、前記昇圧手段、前記第１及び第２のコンデ
    ンサ及び前記インダクタが前記各気筒に対して共通に設
    けられたことを特徴とする請求項１の内燃機関用点火装
    置。
  3. 【請求項３】 前記第１のスイッチング素子に流れる電
    流を検出する電流検出手段を設け、前記ドライブ信号発
    生回路は、前記第１のスイッチング素子に流れる電流が
    所定値に達する毎に前記ドライブ信号を遮断することを
    特徴とする請求項１又は請求項２の内燃機関用点火装
    置。
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